Made available in DSpace on 2014-10-09T12:28:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:01:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Orientador: Carlos Alberto Luengo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-05T03:13:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Capobianco_Gino_D.pdf: 12351248 bytes, checksum: f4842f51b128dadf5f45b6fa8ce145c4 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Este trabalho consiste no estudo de um processo híbrido para obtenção de peneiras moleculares de carbono (PMC) a partir de madeiras e ou resíduos agrícolas tais como: casca de macadâmia e mesocarpo do coco verde que são insumos de origem renovável. A seguir descrevem-se as seguintes etapas do processo: seleção e conformação da matéria-prima; carbonização e pré-ativação (envolvendo tecnologias convencionais de ativação física ou química) e finalmente a obtenção de PMC em um reator de plasma com catodo oco para ativação. O estudo incluiu o projeto e construção de equipamentos para sua implementação em uma unidade piloto, a realização dos testes operacionais, a apreciação da influência dos parâmetros de processo (monitorados com caracterizações dos precursores em cada etapa) até a obtenção das PMC. Também a avaliação de possíveis aplicações em indústrias energo intensivas (eletro-metal e químicas), realizou-se através de estudo de caso (a remoção de metais pesados nos efluentes industriais), comparando o desempenho das PMC com os de amostras comerciais disponíveis no mercado. Finalmente, para análise da viabilidade técnico-econômico-financeira, foram realizados um levantamento da evolução da exportação e importação de carvão ativado (CA) no Brasil, sua demanda e oferta, assim como aquelas dos principais consumidores (setor industrial e setores ligados ao saneamento básico e saúde). Observa-se a que o país é auto-suficiente na produção do CA convencional, entretanto a produção de CAs com características e propriedades especificas, tipo PMC, ainda é incipiente, sendo necessário à importação de 3.000 toneladas/ano. Então, para a realização dos cálculos considera-se a capacidade de atender inicialmente, até 10 % da demanda nacional, correspondente a uma planta industrial de 300 toneladas/ano. As PMC produzidas podem ser utilizadas nas mais diversas aplicações, tais como: tratamento de efluentes líquidos e gasosos, tanques de sorção para remoção e recuperação de solventes orgânicos, entre outras. Por isso este projeto insere-se, no desenvolvimento de novas tecnologias para o país / Abstract: This work is presented an study of a hybrid process to obtain carbon molecular sieves (CMS) from pine wood or agricultural residues such as macadamia shell or green coconut mesocarp, alI of them are renewable precursors. This process embraces the following stages: selection and conformation of the raw material, carbonization and pré-activation, involving conventional physical or chemical activation technologies, finally activation using the hollow cathode plasma technology to obtain the CMS. The experimental part included design and equipment construction for implementation in a pilot unit, including operational tests, studies of the influence of process parameters, monitored with characterizations of the precursors in each stage, until obtaining CMS. To evaluate possible applications in intensive energy industries such as metal-electric industries or chemistries it was developed a case study in which the CMS efficiency for the removal of heavy metaIs in the industrial effluents was compared with that obtained using samples commercially available. For analyzing the techno economic feasibility, it was obtained the historical evolution of export and import quantities of activated carbon (AC) in Brazil, the evolution of demand and offer, as well as those of main consumer sections, industrial section and those related to basic sanitation and health.Through this analysis, it was observed that the country is self-sufficient in the production of the conventional AC, however the production of AC with special characteristic and properties, like CMS, is still incipient, being needed to import around 3.000 ton/year. Thus, the calculations are for a manufacturing capacity capable to attend up to 10% of the demand, corresponding to an industrial plant with a capacity for CMS production of 300 ton/year. The produced CMS has several applications, such as: treatment of liquid and gas effluents, sorption tanks for removal and recovery of wasted organic solvents, among others. So, this whole work, may be thought as the development of a new technology for the country / Doutorado / Doutor em Planejamento de Sistemas Energéticos

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:28:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:01:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Neste trabalho foram preparados híbridos PtRu/Carbono e Ni/Carbono pelo método da carbonização hidrotérmica para aplicação na oxidação eletroquímica do metanol. Nesse processo, uma fonte de carbono e os sais metálicos, em meio aquoso, foram submetidos ao tratamento hidrotérmico a 200 ºC em uma autoclave. Na preparação dos híbridos PtRu/Carbono foram estudados o uso de diferentes agentes para ajuste do pH do meio reacional, a influência da adição de surfactante, a razão atômica Pt:Ru, a fonte de carbono, a carga metálica e o tempo de síntese. Para os híbridos Ni/Carbono estudaram-se parâmetros como a fonte de carbono e a adição de brometo de cetiltrimetilamônio. Os materiais obtidos foram caracterizados por espectroscopia de energia dispersiva de raios-X, difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de transmissão, análise termogravimétrica, isotermas de B.E.T, espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier e voltametria cíclica. Os materiais foram testados para a oxidação eletroquímica do metanol voltametria cíclica, cronoamperometria e em células unitárias operando diretamente com metanol. Os híbridos PtRu/Carbono como-sintetisados não apresentaram atividade na oxidação do metanol. Após tratamento térmico a 900 oC, os materiais tornaram-se ativos e o melhor desempenho foi obtido para o material preparado utilizando celulose, hidróxido de tetrapropilamônio para ajuste do pH do meio reacional e carga metálica nominal de 5% em massa. Os resultados indicam que a atividade dos híbridos PtRu/Carbono, provavelmente, está relacionada à estrutura de poros, tamanho de partícula e presença de rutênio segregado. Os híbridos PtRu/Carbono foram tratados termicamente resultando em um material contendo carbono amorfo e grafítico. Os eletrocatalisadores PtRu/C preparados utilizando os híbridos Ni/Carbono como suporte mostraram-se mais ativos que os preparados utilizando o carbono comercial Vulcan XC72, considerado referência na área. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Orientador: Newton Muller Pereira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-08-11T12:46:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rohrich_SandraSimm_D.pdf: 7329555 bytes, checksum: a7b7acd141925794cd90062784b0d96a (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Nas últimas décadas o desenvolvimento tecnológico do setor energético tem evoluído em relação às preocupações ambientais, sendo que estas também têm influenciado as opções por determinadas tecnologias energéticas. No contexto atual, os combustíveis fósseis e o motor de combustão caracterizam o regime energético dominante, realidade que apresenta constante crescimento no consumo de energia e leva a debates relacionados à segurança energética, ao esgotamento das fontes fósseis e à necessidade de descarbonizá-Ias. Por conseguinte, a necessidade de diminuir as emissões de C02 justifica a transição para opções energéticas mais amenas para o meio ambiente e que também possam fornecer energia para aplicações estacionárias e veiculares. A opção analisada nesta Tese é o hidrogênio como vetor energético e a célula a combustível como sistema de conversão, pressupondo que, se a inserção dessas tecnologias se efetivar, poderá influenciar toda a estrutura da sociedade e levar ao estabelecimento da Economia do Hidrogênio. Para tanto, as ações internacionais apresentam iniciativas oriundas da lnternational Partnership for the Hydrogen Economy (IPHE) e da lnternational Energy Agency (IEA). Ambas influenciam as orientações brasileiras provenientes das instituições de pesquisa e o desenvolvimento de políticas públicas. No Brasil existem dois documentos formais que tratam da Economia do Hidrogênio, o Programa de Ciência, Tecnologia e Inovação para a Economia do Hidrogênio (PROH2), e o Roteiro para a Estruturação da Economia do Hidrogênio no Brasil. O objetivo desta Tese é analisar em que condições o atual regime energético brasileiro, para o fornecimento de energia estacionária e veicular, poderá incorporar as tecnologias do hidrogênio, produzido a partir de fontes renováveis, e das células a combustível. Os conceitos de paradigmas e trajetórias tecnológicas são emprestados da teoria evolucionista para subsidiar esta discussão. Para descrever as ações e propostas internacionais para a Economia do Hidrogênio são descritos estudos prospectivos que tratam essa possibilidade como uma ruptura tecnológica, isto é, uma descontinuidade em relação ao regime vigente. Para cOn;Ipreender o contexto nacional foram realizadas entrevistas semi-estruturadas com os coordenadores de área de trabalho do Roteiro para a Estruturação da Economia do Hidrogênio, documento que foi considerado o maior avanço brasileiro em busca de uma Política Nacional para a Economia do Hidrogênio e de um Programa Nacional para a Produção e Uso do Hidrogênio. As entrevistas contribuíram para o levantamento das perspectivas para o Brasil, detalhadas na forma de obstáculos e oportunidades, os quais em grande parte corresponderam ao levantamento bibliográfico. Dentre os obstáculos nacionais destacase, além da necessidade de políticas públicas, a difichldade em fazer a transferência dos projetos científicos para a bancada pré-comercial, bem como a necessidade de uma infra-estrutura para a produção, armazenagem e distribuição do hidrogênio, questão esta que também foi amplamente discutida no panorama internacional. Dentre as oportunidades para o país está o aprendizado já alcançado na produção e no uso das fontes renováveis, principalmente as hídricas e a biomassa. Quanto às condições para as mudanças no regime energético brasileiro, tem-se o fato de o Brasil ser um país periférico que tende a acompanhar o desenvolvimento tecnológico observado no ambiente internacional, bem como a predominância da geração distribuída, do hidrogênio obtido das fontes renováveis e das células a combustível estacionárias / Abstract: In the last decades technological development of energy sector has evolved in connection with environmental worries, in as much as these ones have also influenced options for some specific energetic technologies. Current context is characterized by fossil fuel and internal-combustion engine, such reality presents steady increase of energy consume and brings debates related to energy security, fossil sources breakdown and necessity of decarbonization. Accordingly, necessary decrease of CO2 emissions justify a switch to environmentally less aggressive energetic options that can also supply energy to stationary and vehicular applications. The option analyzed in this thesis is hydrogen as energetic vector and fuel cell as conversion system; supposing effective insertion of such technologies, it would influence alI over society structure as welI as result on Hydrogen Economy establishment. ln this way, international actions reveal initiatives originally from IPHE (International Partnership for the Hydrogen Economy) and IEA (International Energy Agency). Both them influence Brazilian guidelines produced by research institutions and public policy development. ln Brazil there are two official documents about Hydrogen Economy: PROH2 (Programa de Ciência, Tecnologia e Inovação para a Economia do Hidrogênio) and Roteiro para a Estruturação da Economia do Hidrogênio no Brasil. This thesis intends to analyze terms for incorporate of current Brazilian energetic regime, which supplies stationary and vehicular energy, by Hydrogen, produced from renewable sources, and by fuel cells. As subsidy to this analysis, we borrowed concepts of technological paradigm and trajectories from evolutionist theory. In order to analyze international actions and proposals for Hydrogen Economy we described prospective researches on such possibility of tephnological rupture, i. e., a current regime breaking. In order to understand the national context we employed under-structured interviews with area coordinators of Guideline for Organization of Hydrogen Economy in Brazil, document that have been considered a major Brazilian advance for a National Policy to Hydrogen Economy and a National Program for Hydrogen Production and Use. These interviews were useful to Brazil perspectives surveying, detailed here as obstacles and opportunities, which had largely correspondence with our bibliographic review. Among the national obstacles, besides the necessity of public policies, it shows up difficult transference of scientific projects to a pre-commercial level, as well as necessity of an infrastructure for production, storage and distribution of Hydrogen, problems widely debated around the world. Among the opportunities to the country it shows up the already developed knowledge in production and use of renewable sources, mainly hydric and biomass. About the conditions for changes in the Brazilian energetic regime, has been the fact that Brazil is a country peripheral that tends to follow the technological development observed in the international environment, and the predominance of distributed generation, of hydrogen derived from renewable sources, and of the fuel cell stationary / Doutorado / Doutor em Política Científica e Tecnológica

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-02-01T06:57:35Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Laurivê Antônio dos Santos Júnior - 2015.pdf: 5217600 bytes, checksum: 7f6935b2ba3d2fba5d6b3a116bca276f (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-02-01T07:08:48Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Laurivê Antônio dos Santos Júnior - 2015.pdf: 5217600 bytes, checksum: 7f6935b2ba3d2fba5d6b3a116bca276f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-01T07:08:49Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Laurivê Antônio dos Santos Júnior - 2015.pdf: 5217600 bytes, checksum: 7f6935b2ba3d2fba5d6b3a116bca276f (MD5) Previous issue date: 2015-09-28 / Antibiotics are widely used in human and veterinary medicine. After consumption, much of the drug is excreted unchanged or in the form of metabolites, and through the release of sewage treatment plants, agricultural waste and leaching, reach natural ecosystems. The occurrence of antibiotics in aquatic environments has become a growing concern worldwide mainly due to the emergence of resistance genes in pathogenic bacteria. The indiscriminate use and the use of subtherapeutic doses of antibiotics cause the emergence of resistance. In Goiás, a recent survey showed the presence of bacteria resistant to multiple antibiotics in hospital wastewater and Goiania sewage treatment plant. The wastewater treatment processes based on biological degradation have low efficiency of removal of residual drugs due to recalcitrant structure and biocide effect of antibiotics. The objective of this research was to evaluate the efficiency of hydrothermal decomposition of the antibiotic ampicillin, enrofloxacin, oxytetracycline, and tylosin sulphaquinoxaline. For this purpose, the antibiotic solutions were prepared at a concentration of 50 μg.mL-1 and pH correction to the range 3-7, with phosphoric acid solution for the hydrothermal carbonization treatment. Treatment by the hydrothermal carbonization process of oxytetracycline with pH adjustment made with phosphoric acid, pH 3, 170 ° C temperature and 90 minutes reaction time showed total decomposition as a result of this antibiotic (100%). The highest decomposition rate (98.37%) for enrofloxacin was observed when they were used the reaction time of 120 minutes, pH 3, 200 ° C temperature and phosphoric acid as a catalyst. The highest decomposition rate of ampicillin (94.86%) was observed when using time of 120 minutes reaction, pH 4, 200 ° C temperature and phosphoric acid as a catalyst. The most suitable conditions for the decomposition of sulphaquinoxaline, observing the greatest reduction rate (95.71%) was observed when they were used the reaction time of 120 minutes, pH 5, temperature 180 ° C and phosphoric acid as a catalyst. All conditions, except for the pH 7, led to complete decomposition of tylosin (100%) of the samples. The best condition for the decomposition of tylosin, observing a lower energy expenditure, and reaction time spent catalyst was one which was used 90 minutes reaction time, pH 4, 180 ° C temperature and phosphoric acid as a catalyst. In the germination test with Allium cepa, the solutions treated, except ampicillin, had similar germination rates found in the control group. The solutions of antibiotics with no treatment showed higher rates of growth of buds when compared to the control group. These results show that the hydrothermal carbonization process has potential for future applications decomposition of antibiotics in contaminated water and effluent. / Antibióticos são largamente utilizados na medicina humana e veterinária. Após o consumo, grande parte dos fármacos é excretada inalterada ou sob forma de metabólitos, e por intermédio dos lançamentos de estações de tratamento de esgotos, resíduos agrícolas e lixiviação, alcançam os ecossistemas naturais. A ocorrência de antibióticos nos ambientes aquáticos tem se tornado uma preocupação crescente em todo o mundo especialmente devido ao aparecimento de genes de resistência em bactérias patogênicas. O uso indiscriminado e a utilização de doses subterapêuticas de antibióticos provocam o surgimento de resistência. Em Goiás, uma pesquisa recente demonstrou a presença de bactérias resistentes a vários antibióticos em efluentes hospitalares e na estação de tratamento de esgotos de Goiânia. Os processos de tratamento de efluentes baseados na degradação biológica apresentam baixa eficiência de remoção de fármacos residuais devido à estrutura recalcitrante e ao potencial biocida dos antibióticos. O objetivo desta pesquisa foi avaliar a eficiência da decomposição hidrotermal dos antibióticos ampicilina, enrofloxacina, oxitetraciclina, sulfaquinoxalina e tilosina. Com este intuito, soluções dos antibióticos foram preparadas com concentração de 50 μg.mL-1 e com correção de pH para a faixa 3-7, com solução de ácido fosfórico, para o tratamento com carbonização hidrotermal. O tratamento pelo processo de carbonização hidrotermal da oxitetraciclina com correção de pH feita com ácido fosfórico, pH 3, temperatura de 170ºC e tempo de reação de 90 minutos apresentou como resultado a decomposição total deste antibiótico (100%). A maior taxa de decomposição (98,37%) para a enrofloxacina foi observada quando foram utilizados tempo reacional de 120 minutos, pH 3, temperatura de 200ºC e ácido fosfórico como catalisador. A maior taxa de decomposição da ampicilina (94,86%) foi observada quando se utilizou tempo de reação de 120 minutos, pH 4, temperatura de 200ºC e ácido fosfórico como catalisador. As condições mais adequadas para a decomposição da sulfaquinoxalina, observando a maior taxa de redução (95,71%), foi observada quando foram utilizados tempo reacional de 120 minutos, pH 5, temperatura de 180ºC e ácido fosfórico como catalisador. Todas as condições, exceto o pH 7, levaram a decomposição total da tilosina (100%) das amostras. A melhor condição para a decomposição da tilosina, observando menor gasto energético, tempo reacional e gasto de catalisador, foi aquela onde se utilizou tempo de reação de 90 minutos, pH 4, temperatura de 180ºC e ácido fosfórico como catalisador. No teste de germinação com Allium cepa, as soluções tratadas, exceto a ampicilina, apresentaram taxas similares de germinação as encontradas no Grupo Controle. As soluções dos antibióticos sem tratamento apresentaram taxas superiores de crescimentos dos brotos quando comparadas ao Grupo Controle. Esses resultados mostram que o processo de carbonização hidrotermal apresenta potencial para futuras aplicações de decomposição de antibióticos em águas e efluentes contaminados.

Les charbons de bois trouvés en contexte archéologique permettent de reconstituer les couverts forestiers passés et les pratiques sylvicoles associées. Le δ13C de ces charbons a été utilisé pour des reconstructions paléoclimatiques, cependant ses variations peuvent aussi être dues à la carbonisation. Afin de mieux contraindre, à l’échelle du cerne, les variations du δ13C du bois dues à la carbonisation, des carbonisations ont été faites avec des échantillons de chêne cadicufoliés en conditions proches des foyers domestiques. Une diminution du δ13C après la carbonisation a été observée. Cet effet est très variable, notamment en fonction du compartiment du bois considéré (aubier, duramen, bois initial, bois final). Ces mesures de δ13C ont été complétées par celles du taux de carbone montrant qu’il ne varie pas parallèlement au δ13C. De ce fait l’utilisation, prônée par certains travaux, du taux de carbone pour évaluer les variations de d13C suite à la carbonisation n’est pas pertinente. Cependant, les variations cerne à cerne et intracerne du δ13C ne sont pas significativement affectées par la carbonisation, et des reconstructions climatiques à partir du δ13C de bois carbonisés paraissent donc envisageables. Afin de tester cette approche cerne à cerne, plusieurs charbons archéologiques issus du site Néolithique de Chalain, dont les paléoclimats étaient bien documentés, ont été échantillonnés. Cette approche a été couplée à des mesures dendro-anthracologiques (largeurs des cernes, proportion du bois final, rayon de courbure et proportion de vaisseaux avec des thylles) afin de mieux comprendre les variations de δ13C mesurées, et de tenter de les coupler aux pratiques sylvicoles. Les valeurs de δ13C sont en accord avec les paléoclimats déjà inférés et les variations intra-cerne, ou saisonnières, de δ13C révèlent que la période froide était caractérisée par des saisons plus contrastées. Les mesures dendro-anthracologiques ont permis, entre autres, de préciser les variations de δ13C entre les différents compartiments du bois et de proposer une interprétation concernant les variations des pratiques sylvicoles en lien avec le climat. En conclusion, la carbonisation oxygénée provoque un abaissement des valeurs de δ13C du bois mais n’empêche pas les reconstructions paléo-climatiques à partir de leurs variations, notamment saisonnières, mesurées sur des charbons archéologiques. / Archeological charcoals are used for reconstructing past woodland vegetation and the related historical forest practices. Charcoals δ13C are used for paleoclimate reconstructions. To better constrain the use of δ13C, we investigated the effect of oxygenated carbonization on ring scale δ13C variations in oak wood. Results showed a significant decrease of δ13C values after carbonization. This effect, however, is highly variable according to the wood compartment considered: heartwood, sapwood, earlywood, or latewood. Carbon content measurements do not exhibit the same variations along oxygenated carbonization as observed with δ13C. Therefore, the use of carbon content for evaluating carbonization effects on δ13C, which is proposed by some authors, is not appropriate. Interannual and seasonal δ13C variations, however, are not significantly affected by oxygenated carbonization. Thus, paleoclimate reconstruction from charcoals δ13C appears possible. To test both ring scale variations, archeological charcoals were sampled from a climatically well documented Neolithic site of Chalain. Several dendro-anthracological parameters (latewood proportion, duraminization, charcoal-pith distance estimation) were characterized for a better understanding of δ13C variations, in order to integrate historical woodland practices and the climatic interpretations. Charcoal tree-rings exhibited width and δ13C significantly different between the two studied periods, in agreement with previously inferred climatic difference. Intra-ring δ13C suggested that the cool and moist climatic period also corresponded to higher seasonal contrast than the dryer climatic period. Dendro-anthracological parameters allow better understanding of δ13C variations between wood compartments and provide information on past woodland exploitations. To conclude, oxygenated carbonizations induce a decrease in wood δ13C values, but do not prevent the paleoclimate interpretations of δ13C variations in archeological charcoals.

In this Thesis, the structure of thin films formed by a conducting polymer, polyaniline, was studied using mainly infrared and Raman spectroscopies. That led to the study of aniline oligomers. The oligomers play a key role in the formation of thin films and nanostructures of polyaniline. Furthermore, the Thesis deals with the carbonization of various forms of polyaniline (granular polyaniline base, thin films of polyaniline salt, multi-wall carbon nanotubes coated with polyaniline salt or base, polyaniline nanotubes/nanorods prepared in the presence of ethanol). The two topics, aniline oligomers and carbonization of polyaniline, are connected by a paper concerning the carbonization of microspheres formed during oxidation of aniline in alkaline medium. Optical microscopy, transmission and scanning electron microscopy, UV-Vis spectroscopy, spectroscopic ellipsometry, wide angle X-ray scattering and thermogravimetric analysis were used.

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(工学) / 甲第20408号 / 工博第4345号 / 新制||工||1673(附属図書館) / 京都大学大学院工学研究科高分子化学専攻 / (主査)教授 赤木 和夫, 教授 古賀 毅, 教授 辻井 敬亘 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Philosophy (Engineering) / Kyoto University / DFAM

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